免疫學 免疫課件

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1、一、概念 1．抗原（antigen, Ag）： 是一類能刺激機體免疫系統(tǒng)產生特異性免疫應答，產生致敏L-C和（或）抗體，并能與相應的致敏L-C和（或）抗體在體內或體外發(fā)生特異性結合的物質。例如：乙型肝炎疫苗、禽流感病毒、禽流感滅活苗。 第一節(jié) 抗原的概念 又稱為，免疫反應性?？乖芘c相應的免疫應答產物（抗體和致敏淋巴細胞）在體內或體外發(fā)生特異性結合的性能。 抗原刺激機體免疫系統(tǒng)產生抗體和致敏淋巴細胞的性能。 2.免疫原性(immunogenicity) 3.反應原性(reactigenicity) 抗原性=免疫原性+反應原性 4.完全抗原(complet

2、e antigen)： 免疫原（immunogen），既具有免疫原性又具有反應原性的抗原。蛋白質、細菌、病毒 5.不完全抗原(incomplete antigen)： 又稱半抗原（Hapten)，單獨存在時只具有反應原性而無免疫原性的物質。大多數(shù)的多糖、類脂、藥物等如二硝基酚、青霉素。 （1）半抗原 （2）完全抗原 不產生抗體 產生抗體 既然半抗原不能刺激機體產生抗體，那么其反應原性中，與半抗原結合的抗體從何而來呢？有什么方法可得到針對半抗原的抗體？ 免疫原（immunogen）：在具有免疫應答能力的機體中，能使機體產生免疫應答的物質。半抗原不屬于免疫原。 載體：是

3、能賦予半抗原以免疫原性的大分子物質。 即半抗原+載體 完全抗原 6.載體(carrier) 用化學合成的方法：將半抗原+大分子物質（BSA等）?形成半抗原-BSA復合物，即具有了免疫原性。 常用載體：BSA（牛血清白蛋白） OVA（卵清白蛋白） HSA（人血白清蛋白） 二、抗原的兩種性能 1.免疫原性 2.反應原性 問題1：一種物質要成為抗原必須具備的特質是什么呢？影響免疫原性質量的因素又有哪些呢？我們一日三餐中的三大營養(yǎng)物質是否屬于抗原

4、而受到機體的排斥？為什么？ 第二節(jié) 構成抗原的條件 一、異源性（foreignness） 異源性又稱異物性，是構成抗原的首要條件?！? 異物：化學組成和結構與宿主的自身成分相異，或者機體的免疫活性細胞從未與其接觸過的物質就是異物。 抗原與機體之間種族關系越遠，組織結構差異越大，免疫原性越強。 如：微生物抗原→人 強免疫原 鴨血清蛋白→雞：弱免疫原 兔：強免疫原 異種抗原：不同種屬間的抗原 同種異體抗原：同種異體間的物質，如血型抗原、組織相容性抗原。 自身抗原：自身物質，如I型糖尿病

5、（胰島素依 賴型糖尿病) 胰島細胞 胰島細胞被破壞 胰島素分泌不足 按親緣關系的遠近可分為三個不同層次：異種抗原→同種異體抗原→自身抗原 胰島素依賴型糖尿病 抗原的免疫原性與其分子大小密切相關 二、大分子有機物 1.小分子物不具有載體特性。 2.大分子物質一般結構較復雜，抗原位 點較多。 3.大分子具有相對的穩(wěn)定性，不易降 解，可較長時間刺激T-C和B-C。 MW＞10KD（1萬以上），才有較強的免疫原性; MW 在5-10KD之間，免疫原性弱; MW＜5KD ，免疫原性很差或無免疫原性; M

6、W＜1000的小分子為半抗原； 胰島素MW為5,734KD,具有很好的免疫原性 明膠的MW高達100KD，免疫原性卻很差 問題2：半抗原沒有免疫原性，但可經(jīng)改造使之具有免疫原性。舉例說明如何改造？ 分子結構和空間構象復雜者抗原性強。 對蛋白質抗原來說，凡是含有芳香族氨基酸的蛋白質抗原性較強，如酪氨酸。 多肽鏈中的二硫鍵也起重要作用。（形成環(huán)形結構） 三、化學組成、分子結構和立體構像的復雜性 例如：胰島素——結構復雜； 明膠的MW高達100KD，因其為直鏈氨基酸， 結構單一，免疫原性卻很差?！? 1．抗原的物理狀態(tài)： 一般顆粒性抗原的免疫原性通常比可溶性抗原強。一

7、些免疫原性弱的可溶性抗原，可由于分子的聚集增加質點的大小或吸附在顆粒表面，從可增加或使其獲得免疫原性。 四、物理狀態(tài)及可降解性 如：顆粒：AL(OH)3膠粒、聚丙烯酰胺顆粒蛋白：甲狀腺球蛋白 　 2. 抗原分子的可降解性對免疫原性有明顯影響　　 免疫應答是一個抗原驅逐的過程，因此抗原分子降解太快不利于激發(fā)免疫應答。 適當?shù)倪M入途徑，對抗原的免疫原性影響較大。 問題1：我們一日三餐中的三大營養(yǎng)物質是否屬于抗原而受到機體的排斥？為什么？ 一日三餐的三大營養(yǎng)物質—蛋白質、脂類、多糖都具有不同程度的免疫原性→但經(jīng)消化→分別變成小分子氨基酸、多肽、脂肪酸、單糖→失去免疫原性

8、。所以一般免疫途徑也不宜采用消化道 半抗原+大分子載體（蛋白質）→異源的、大分子有機物、結構復雜、適度的可降解性的優(yōu)質抗原。 如果想獲得某種小分子半抗原的特異抗體其技術路線：用化學方法將之與大分子蛋白質等相連（如CAP-BSA）→免疫適當?shù)膶嶒瀯游铩蛛x血清中的抗體 問題2：半抗原沒有免疫原性，但可經(jīng)改造使之具有免疫原性。舉例說明如何改造，為什么？ 識別自己和非已、特異性、記憶性 其中最大特點是特異性. 第三節(jié) 抗原特異性與抗原決定簇 1．免疫三大特點： 一、概述 2．特異性的含義 所謂特異性（Specificity）是指物質之間的相互吻

9、合性、針對性、專一性。 免疫原性的特異性： 某一特定抗原→激發(fā)某一特定的免疫應答：即產生針對該Ag的特異抗體和致敏L-C； 3. 抗原的特異性 反應原性的特異性： 特定Ag只能與其相應抗體和致敏L-C特異結合。 二、抗原特異性與抗原決定簇的關系 1.抗原決定簇(antigenic determinant，AD) 抗原分子表面具有特殊立體構型和免疫活性的化學基團，又稱為抗原表位（epitope） 既是免疫活性細胞識別的部位，又是與相應抗體和/或致敏淋巴細胞相結合的部位。 2.免疫優(yōu)勢決定簇 能誘導產生高效價抗體的AD。 3.免疫靜止決定簇

10、 不能誘導產生抗體的決定簇。 改變 改變決定簇內某一單個的氨基酸殘基，就可能引起免疫優(yōu)勢決定簇的改變。 抗原的特異性決定于AD A B 三、抗原決定簇的性質、大小及數(shù)量 1.大小： 6個左右的氨基酸殘基/葡萄糖殘基 2. 抗原價：決定簇的個數(shù)。 4. 單價抗原：只有一個AD的抗原。 5. 多價抗原：有兩個以上AD的抗原。 7.多價多特異性抗原：有兩個以上AD，而且有兩種以上的AD。 6.多價單特異性抗原：有兩個以上AD，但只有一種AD。 8. 功能決定簇：曝露在抗原分子的表面，可供免疫活性細胞識別的AD。功能決定簇→功能價； 9. 非功能決定簇：隱蔽

11、在抗原分子的內部。非功能決定簇→非功能價/隱蔽價 兩者在一定的條件下可相互轉化 一般來說5000D中有一個抗原決定簇，如BSA的MW=69000D，其上有18個決定簇。 10. B細胞表位：抗原中被BCR和抗體分子所識別的部位； B細胞表位存在于天然抗原分子表面，不經(jīng)抗原遞呈細胞（APC)的加工處理即可直接被B細胞識別。 11. T細胞表位：蛋白質分子中被MHC分子遞呈并被TCR識別的肽段。 它不存在天然蛋白質表面，必須經(jīng)抗原呈遞細胞加工處理為小肽分子，然后再與自己MHC分子結合才能被T細胞所識別。 一個T細胞只具有一種TCR 第四節(jié) 半抗原載體現(xiàn)象 初次應答和再次應答

12、初次應答：是機體第一次接觸某一抗原物質所發(fā) 生的免疫應答。 再次免疫應答：機體第二次接觸同樣的抗原而發(fā) 生的免疫應答。 免疫應答：機體接受抗原物質刺激后，體內免疫細胞 活化、增殖、分化和產生效應的過程。包括抗原遞呈、淋巴細胞活化、免疫分子形成及免疫效應發(fā)生等一系列的生理反應。通過有效的免疫應答，機體得以維護內環(huán)境的穩(wěn)定。 30 初次免疫應答和再次免疫應答是后面的內容，可作簡單的交待。 Ag B細胞 漿細胞 Ab APC Th細胞 Ag肽-MHC分子 T細胞 T

13、c細胞 體液免疫應答 細胞免疫應答 初次應答其特點：初次應答刺激幼稚B細胞，比較緩慢柔和，產生抗體的潛伏期長，產生的抗體滴度低，維持的時間短且多為親和力較低的IgM。 再次免疫應答特點：再次應答刺激記憶B細胞，較快速激烈。產生抗體的潛伏期短，產生的抗體滴度高，維持的時間長且多為高親和性IgG等其他類抗體。 半抗原不具免疫原性，將半抗原與大分子載體相連后，即可賦予半抗原以免疫原性。那么半抗原與載體復合物免疫動物后，免疫系統(tǒng)對半抗原和載體的反應如何？ 可以這樣理解:抗原物質由兩個不同的功能部分組成：一個是半抗原 —— 只具有特異性反應原性的小分子物質；另一個是載體 —— 賦予

14、半抗原以免疫原性的大分子物質。 33 初次免疫應答和再次免疫應答是后面的內容，可作簡單的交待。 從實驗結果我們看到有趣的半抗原-載 體現(xiàn)象和載體效應現(xiàn)象: 1、半抗原-載體現(xiàn)象：小分子物質不具有免疫原性，不能誘導機體產生免疫應答，但當與大分子物質連接后，就能誘導機體產生免疫應答。 2、載體效應：半抗原只有結合在與初次免疫所用的載體相同時，才能引起再次免疫應答。 （1）如果用DNP和OVA復合物免疫動物之后，再用同一復合物或單獨用OVA作抗原，均可引起細胞介導免疫應答的再次反應。 （2）如果用DNP或DNP和另一載體（BGG）復合物作抗原，則不引起細胞介導免疫應答的再次反應，說明

15、致敏的T-C只能識別載體，不能對半抗原或結合在另一載體上的半抗原發(fā)生免疫效應。 進一步的實驗證明： 1.小分子半抗原可通過與載體大分子結合而獲得免疫原性，獲得特異性抗體 結 論： 2.載體不僅增加了半抗原分子的大小，使之獲得免疫原性，而且在再次應答的免疫記憶中起重要作用，再次應答由載體決定。 3.大多數(shù)天然抗原都可看作是半抗原－載體復合物，半抗原實質上就是抗原決定簇，而其余部分則為載體。 4.細胞介導免疫應答的特異性決定于載體，而體液免疫應答的特異性決定于半抗原。 第五節(jié) 抗原的分類 一、根據(jù)抗原的特異性分類 不同的Ag物質具有不同的A

16、D，決定了各自的特異性，此種Ag稱為特異性Ag 不同的Ag分子有部分相同或相似的AD，這種AD稱為共同Ag或交叉Ag。共同Ag刺激機體產生相同特異性的抗體，在血清學上就會發(fā)生交叉反應。如天花與牛痘、牛冠狀病毒和鼠肝炎病毒都具有gp190、pp52、gp26抗原。 O14與人類直腸粘膜具有共同Ag，引起可引發(fā)潰瘍性結腸炎 交叉反應： 抗原除了能與自身抗血清發(fā)生特異性反應外，還能與其它的抗血清發(fā)生反應。這種抗原抗體的反應就是交叉反應。如：CAP-BSA和CAP-HSA……… 在自然界中具有共同Ag的物質很多，根據(jù)物種親緣關系的遠近不同，常見的有類屬Ag和異嗜性抗原。 由共

17、同抗原刺激機體產生的抗體可以和兩種抗原(共同抗原)結合發(fā)生反應。 抗原甲 抗原乙 抗體1 ↘ ↙ 刺激機體 產生抗體 醫(yī)學意義：１）利用交叉反應推測物種進化的親緣關系和進行疾病的診斷和病因的探析。２）影響免疫診斷的結果。 類屬Ag：指存在于同屬生物中的共同Ag。如A群沙門氏菌有OAg1、2、12三種不同的AD。D群OAg有9、12二種不同的AD。O1、O2為A群特異的Ag，O9為D群特異的Ag。 O12為A、D群類屬Ag 。 異嗜性抗原（Forssman抗原）：指不同種系或無親緣關系的生物之間共同具有的Ag。屬于共同Ag的特殊情況。異嗜性抗原被認為是自身免疫病之因。如O14

18、與人類直腸粘膜具有共同Ag，反復感染O14后……。 二、根據(jù)抗原的性質分 1、完全抗原 2、不完全抗原 三、根據(jù)抗原的來源 1、異種Ag：各種疫苗、異種紅細胞、異種蛋白 2、同種Ag：血型抗原、組織相容性抗原 3、自身Ag 4、異嗜性抗原 五、根據(jù)誘導抗體產生是否需要T細胞分為 B細胞分化成漿細胞的過程中，需Th協(xié)助的Ag，稱TDAg或T細胞依賴性Ag。如：異種組織、微生物等。 不需TH協(xié)助，直接刺激B-C分化成漿細胞的抗原。如細菌脂多糖（LPS）、肺炎球菌莢膜多糖（SSS）、PVP等。 TD抗原與TI抗原的區(qū)別 項目 TD抗原

19、 TI抗原 結構特點 載體表位 無載體表位 T細胞輔助 需要 不需要 免疫應答 體液和細胞免疫 體液免疫 抗體類型 多種 IgM 免疫記憶 有 無 六、根據(jù)化學組成分 1. 蛋白質：血清蛋白、細菌外毒素等 2. 脂蛋白：血清脂蛋白 3. 糖蛋白：血型物質、組織相容性抗

20、原 4. 脂 質：結核桿菌的磷脂質和糖脂質 5. 多 糖：肺炎鏈球菌等的莢膜 6. 脂多糖：內毒素、Forssman抗原 7. 核 酸：核蛋白等 凝集原： 參與凝集反應的抗原，為顆粒性抗原。 2. 沉淀原： 參與沉淀反應的抗原，為可溶性抗原。 3. 病毒中和抗原：存在于病毒中，能刺激機體產生中和抗體的病毒成分。 七、根據(jù)臨床應用分 5. 血凝素抗原：某些病毒的囊膜上有血凝素，血凝素具有抗原性，能刺激機體產生相應抗體，這種物質稱為血凝素抗原。 4. 免疫保護性抗原：微生物具有多種抗原成分，但其中只有1～2種抗原成分能刺激機體產生抗體具有免疫保護作用，

21、因此將這些抗原稱為保護性抗原或功能抗原。如口蹄疫病毒的VP1保護性抗原、傳染性法氏囊病毒的VP2保護性抗原，腸致病性大腸桿菌的菌毛抗原（K88、K99等）和腸毒素抗原（如ST、LT等）。 第六節(jié) 重要的微生物抗原 一、?細菌抗原(bacterium antigen) 1.鞭毛抗原（flagellar antigen） 又稱H抗原(hauch)。 鞭毛主要成分是蛋白質。 不同細菌的的H抗原具有型特異性，常作為血清學鑒定的依據(jù)之一。 免疫原性強 100度加熱1h失去免疫原性 大腸桿菌的菌毛抗原與致病性有密切的關系，在細菌學診斷上非常重要。 2. 菌毛抗原

22、（pilus antigen） 3. 菌體抗原（somatic antigen） 指G-細菌的胞壁抗原，又稱O抗原(ohne)。 其化學本質為脂多糖(LPS）。 G- 菌細胞壁結構 脂多糖（LPS） 脂蛋白 肽聚糖 磷脂(內膜，細胞膜) 磷脂(外膜) 類脂A、核心多糖、側鏈多糖 菌體抗原的特異性就決定于這些位于G-菌胞壁最外層的多糖側鏈的單糖種類、序列及空間立體構型。 4.莢膜抗原（capsular antigen）： 又稱K抗原，由菌體外的粘液物質組成。 多數(shù)細菌的莢膜主要含多糖類，如：豬鏈球菌； 少數(shù)主要含多肽類，如：炭疽桿菌 極少數(shù)細菌兩

23、者都有，如：巨大芽孢桿菌 K抗原可以干擾O抗體對O抗原的凝集作用。如大腸桿菌的O不凝集性。 病毒的基本結構 核心 核酸 病毒 衣殼 蛋白質 包膜(部分病毒) 脂類、糖蛋白 刺突 蛋白質 核衣殼 二、 病毒抗原(virus antigen) 有1.囊膜抗原(Envelope antigen) 膜病毒的抗原特異性由囊膜上的纖突所決定，如流感病毒囊膜上

24、的血凝素（H）和神經(jīng)氨酸酶（N），囊膜抗原具有型和亞型的特異性。 2.衣殼抗原(capsid antigen) 無囊膜病毒，其抗原特異性決定于病毒顆粒表面的衣殼結構蛋白。如口蹄疫病毒的結構蛋白VP1、VP2、VP3、VP4。 另外還有S抗原（可溶性抗原）、NP抗原（核蛋白抗原）。 1.外毒素(exotoxin) 破傷風梭菌、白喉桿菌、肉毒梭菌等都能產生外毒素（exotoxin）并釋放到環(huán)境中。外毒素的化學組成為蛋白質，性質不穩(wěn)定，不耐熱，可被蛋白酶所破壞。 三、毒素抗原（toxin antigen） 外毒素的分子結構：大部分外毒素由A亞單位和B亞單位組成，A亞單

25、位為活性成分，決定致病特點，作用方式，是毒性部分；B亞單位為結合部分，決定其結合性。外毒素的中和AD位于B亞單位上。 抗毒素(antitoxin)：外素毒具有很強的免疫原性，能刺激機體產生抗體，這種抗體稱之為抗毒素。 3.類毒素(toxoid)： 外毒素經(jīng)0.4%甲醛處理，可脫毒而保留原有抗原性成為類毒素。 外毒素→ 類毒素(toxoid) →免疫適宜的動物 → 制備抗毒素（如破傷風抗毒素） 2.內毒素(toxoid)： 革蘭氏陰性菌細胞壁中的一種成分，叫做脂多糖。脂多糖對宿主是有毒性的。內毒素只有當細菌死亡溶解或用人工方法破壞菌細胞后才釋放出來，所以叫做內毒素。

26、 各種G-菌的類脂A結構極其相似，無種屬特異性。 四．超抗原(superantigen, SAg) 某些抗原物質，只需要極低濃度（1-10ng/ml）即可激活2%-20%某些亞型的T細胞克隆，產生極強的免疫應答，這類抗原稱為超抗原SAg（superantigen,)。 普通抗原：一種抗原決定簇只能活化 　　　　　一個克隆的淋巴細胞 超級抗原：少數(shù)幾個抗原決定簇就能 　　　　　活化多個克隆的淋巴細胞 SAg的作用特點： （2）不需APC處理，直接與MHC-II類分子和TCR-Vb結合； （3）與MHCII類分子的外側結合，不受MHC限制 （1）具有強激活T細胞作用，

27、可刺激T細胞總數(shù)的2～20%； SAg的種類： （1）外源性超抗原：主要為細菌的代謝產物。如： 金黃色葡萄球菌腸毒素（staphylococcus enterotoxin,SE）、A群鏈球菌M蛋白等 （2）內源性超抗原：主要為逆轉錄病毒產物。如： 病毒DNA與宿主DNA整合，表達的病毒蛋白質產物。 SAg的實際意義： 其生物學意義尚不完全清楚。 （2）SAg à T細胞亞群 à 免疫抑制 à 促進病毒感染、增殖。 （1）SAg à T細胞亞群 à 細胞因子 à 毒性效應。 1901年Behring由于在運用抗毒素血清預防和治療白喉和破傷

28、風等病癥方面； 1919年Bordet發(fā)現(xiàn)抗原和抗體相互作用的結果是激活補體，導致攜帶抗原的靶細胞的裂解； 1972年美國Gerald Maurice Edelman和英國Rodney Robert Porter由于在抗體結構上的突出貢獻被授予諾貝爾醫(yī)學及生理學獎； 1984年丹麥免疫學家Niels K.Jerne、德國免疫學家Kohler和美國著名生物化學價Cesar Milstein在發(fā)現(xiàn)生產單克隆抗體的原理而共同獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎； 1987年利根川進在基因水平上對抗體多樣性形成的機制進行了探索，證實了免疫球蛋白的基因結構，在免疫球蛋白研究領域取得了突破性進展。 抗體（a

29、ntibody，Ab）： 在抗原和免疫系統(tǒng)的相互作用下，由B淋巴細胞轉化漿細胞產生的能與相應抗原發(fā)生特異結合的免疫球蛋白（immunoglobulin）。 包括IgG、IgM、IgA、IgD、 IgE 第一節(jié) 抗體與免疫球蛋白的概念 曾有抗毒素、殺菌素、溶菌素、凝集素、沉淀素、溶血素、紅斑狼瘡因子、類風濕因子等名稱。 是具有抗體活性或化學結構與抗體相似的球蛋白 免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)： 非抗體 存在形式： 膜型（membrane immunoglobulin, mIg） — B細胞膜上的抗原受體； 分泌型(

30、secreted immunoglobulin, sIg) — 分泌進入體液,介導體液免疫應答。 69 異常免疫球蛋白，如多發(fā)性骨髓瘤蛋白，又稱為L鏈蛋白或本周氏蛋白。早在1847年，Bence Jones在多發(fā)性骨髓瘤疾病患者的尿液中成功地撿出一種蛋白，稱為Bence Jones氏蛋白，它本身是抗體的片斷（L鏈），還有其他患者血清中的免疫球蛋白，這種蛋白不易查到抗體活性。 (1)抗體是與抗原相對應的一個概念，著重點在 其生物學活性； (2)免疫球蛋白是結構和化學本質上的概念； (3)抗體都是免疫球蛋白，免疫球蛋白質并非都 是抗體，它包括抗體球蛋

31、白、異常免疫球蛋 白等。 如骨髓瘤患者血清中的骨髓瘤蛋白，其化學結構與Ab相似，但無Ab活性，沒有免疫功能，不能稱為Ab。 通常情況下二者可通用。 γ球蛋白 = 丙種球蛋白 = 抗體分子 抗體與免疫球蛋白的關系： 第二節(jié) 抗體的結構 抗體分子巨大，含有1000個以上的aa殘基。但各類抗體都具有相似的基本結構。 即所有抗體都由1個或多個單體組成。 單體：由四條多肽鏈和幾對二硫鏈接成的一個基本單位稱為Ig單體。 四肽鏈結構 所有Ig的基本單位都是四條多肽鏈的對稱結構。 重 鏈（heavy chain，H鏈） 其中兩條相同的長鏈

32、稱為重鏈，由446個aa組成，結合有不同含量的糖，故Ig屬糖蛋白。 輕 鏈（light chain，L鏈） 兩條相同的短鏈稱為輕鏈，由214個aa組成。 重鏈和輕鏈 二硫鍵連接 穩(wěn)定區(qū)與可變區(qū) 穩(wěn)定區(qū)（constant region，C區(qū)） 肽鏈aa組成和排列相對恒定區(qū)域，稱為穩(wěn)定區(qū)，決定著抗體分子的多種生物活性，由L的1/2、H的3/4組成。 根據(jù)H鏈恒定區(qū)氨基酸組成和排列順序不同分為： 重鏈分5類： α γ δ ε μ Ig： IgA IgG IgD IgE IgM 根據(jù)L鏈恒定

33、區(qū)氨基酸組成和排列順序不同分為： 兩型： κ、λ 可變區(qū)（variable region，V區(qū)） 抗體分子肽鏈N-端，L鏈的1/2和H鏈的1/4的aa組成和排列順序多變，故稱可變區(qū)。是識別AD和決定抗體特異性的部位。 對來自不同B細胞克隆的Ig輕鏈氨基酸序列進行比較，發(fā)現(xiàn)V區(qū)的變化主要集中在3個分別由6－10個氨基酸殘基組成的狹小區(qū)域內。 超變區(qū)/互補決定區(qū) 框架區(qū) 高變區(qū)與框架區(qū) 高變區(qū)（hypervariable region）： 在V區(qū)內，重鏈與輕鏈各有3個特殊區(qū)域，在這些區(qū)域aa排列順序變化大大超過V區(qū)的其他部分，這些區(qū)域稱為超

34、變區(qū)或高變區(qū)，又叫互補決定區(qū)(complementarity-determing region ， CDR)。 框架區(qū)（Framework region，F(xiàn)R):維持超變區(qū)的空間構型,FR1,FR2,FR3,FR4 每條L鏈和H鏈的高變區(qū)相互作用形成一個單一的抗原結合位點。 每個IgG分子有2個抗原結合位點，在功能上稱為雙價抗體。 抗原 B細胞表位 抗體 CDR 表位 免疫球蛋白的功能區(qū) H鏈和L鏈上每隔110個氨基酸殘基就通過鏈內二硫鍵連接形成跨度約110個氨基酸的環(huán)形結構區(qū)域（domain），具有不同的生物學功能，稱為功能區(qū)。 輕鏈包括VL和CL兩個結構域,

35、重鏈含有1個VH和3-4個CH結構域。 （1）IgG、 IgA、 IgD的重鏈有4個功能區(qū)， 分別為VH、CH1、CH2、CH3； （2）IgM和IgE有5個功能區(qū)，即比IgG等多一個CH4。 （3）輕鏈只有VL和CL兩個功能區(qū)。 以IgG為例，各功能區(qū)的功能如下： 1.VH和VL：結合抗原的部位。 2.CH1和CL：遺傳標志所在。 3.CH2 ：有補體結合點，參與活化補體。 4.CH3：可與細胞表面的Fc受體結合。 絞鏈區(qū)（hinge region） CH1和CH2之間，兩個重鏈間二硫鍵連結處，能自由折疊，可以轉動，彈性好，易被各種專一性不同的蛋白酶水解。

36、當抗體與抗原結合時，此區(qū)可轉動，便于與抗原結合，另外亦可暴露CH2上的補體結合位點。 原因：含大量脯氨酸和二硫鍵 Ig分子結合抗原前后的構象變化 BACK 二、抗體的其它結構—J鏈與分泌片 J鏈（joining chain，J鏈） 分子量20KD，內含10%糖，富含半胱氨酸，由漿細胞合成。J鏈只有一種，它以二硫鍵的形式共價結合到Ig的重鏈上。 功 能：連接Ig單體形成多聚體。 如IgM---五聚體、sIgA---二聚體 分泌片（Secretory piece，SP） 分子量60-70KD，含6%糖。分泌片由上皮細胞合成和分泌。

37、 分泌型IgA所特有的一種特殊結構 功能： a.幫助IgA穿越黏膜 b.保護sIgA抵抗蛋白酶的水解作用 分泌片 2個相同的抗原結合片斷（fragment antigen binding，F(xiàn)ab) 1個Fc片段，即可結晶片斷（fragment crystallizable， Fc） (一)木瓜蛋白酶水解： 1、酶解位點 H鏈間二硫鍵近N端。 2、酶解片斷及其生物學活性 每個Fab片段有一條完整的輕鏈和部分重鏈。 具有抗體活性，其結合抗原的部位在VL及VH功能區(qū)。 Fab 單價抗體，能與抗原結合形成可溶性復合物（不能形成網(wǎng)狀結構？），無可見現(xiàn)象生成（沉淀、

38、凝集）。如不加指示劑，則無可見現(xiàn)象。 由CH2和CH3組成，容易結晶。 Fc 與抗體的生物學活性有密切關系，如：與補體結合活化補體，與帶Fc受體的細胞（Mφ、B-C、K-C，嗜堿性粒細胞、肥大細胞）結合，引起各種生物學效應。 與具有FcR的吞噬細胞結合，可提高其吞噬能力。免疫學上稱為調理作用，這類抗體稱為調理素。 這類親細胞抗體在與抗原結合前或后都能與細胞結合，只是在與抗原結合后，增加了與細胞的結合能力。 1.調理吞噬作用 調理素：Wright于1903年觀察到免疫血清能顯著增強白細胞的吞噬作用，并將此種抗體稱為調理素（opsonin）。 抗體依賴性

39、介導的細胞毒作用（ antibody dependent cell-mediated cytotoxicity） 細胞毒素 2.ADCC作用 當當抗原為細胞且效應細胞為K-C或NK-C等時，靶細胞與相應的抗體結合，K-C或NK-C可與結合在靶細胞上的IgG的Fc片段結合，從而被活化，釋放溶細胞因子，裂解靶細胞。 BACK IL-4 BCR IgE 3.引起過敏反應 效應細胞為肥大細胞、嗜堿性細胞時，引發(fā)Ⅰ型過敏反應。 BACK 記憶性B-C B-C的Fc受體與SIg都能與同一種抗原結合，兩者之間存在競爭同一種抗原的關系，由Fc受體結合的抗原通過胞飲作用進入B-C ，

40、導致抑制因子的釋放，而抗原與SIg的結合則導致B-C的活化。 4.免疫調節(jié)作用 BCR IgG是唯一能通過胎盤的免疫球蛋白，與Fc片段及Fc受體有關。 5.與IgG選擇性通過胎盤有關 1.酶解位點 H鏈間二硫鍵近C端 2.酶解片斷 1個大分子 —— F(ab')2 幾個小分子 —— pFc (二)胃蛋白酶水解 3. 酶解片斷的生物學活性 F(ab′)2 （1）具有雙價抗體活性，因而與抗原結合能夠形成沉淀，可見現(xiàn)象。 （2）其特性和功能與Fab相同。 pFc′ 無任何生物活性，為小分子肽，不能結晶。 克服了Fc抗原性而帶來的副作用。 （

41、三）綜合應用 Fab片段或F(ab′)2片段代替完整抗體試劑。 例如：白喉或破傷風抗毒素經(jīng)胃蛋白酶消化后精制的制劑，可減少超敏反應的發(fā)生,其原因就是去掉了重鏈的Fc段。 克服了完整抗體分子與帶有 Fc受體的細胞結合引起的非特異反應。 闡明Ig的結構及生物活性。 異種抗體：微生物抗體 一、根據(jù)抗原的來源分 同種抗體：血型抗體 自身抗體： 異嗜抗體：針對異嗜性抗原產生的抗體 不同種屬生物間存在的共同抗原。如大腸桿菌O86含有人的B血型物質，肺炎球菌14型含有人A血型物質。如O14與人類直腸粘膜具有共同Ag。 第三節(jié)????抗體分類 完全抗體： 二價或

42、多價抗體，與抗原結合，產生可見反應。？ 二、根據(jù)與抗原是否產生可見反應 不完全抗體： 只有一個抗原結合部位。 能與顆?？乖Y合但不能產生可見凝集性反應，功能上為單價。 類 亞類： 型 亞型 三、根據(jù)理化特性和抗原結構分 類(class)： 依據(jù)其重鏈C區(qū)的理化性質及抗原性差異。 Fc段氨基酸組成，約60%不同 重鏈決定Ig的種類。 IgG(γ)、IgA(α)、IgM (μ)、 IgD(δ)、IgE(ε) （一）類和亞類 用于抗體的純化 可用二抗進行鑒定。 亞類：

43、 類內相比又有18%不同。 根據(jù)重鏈C區(qū)的微細結構、二硫鍵的位置與數(shù)目、抗原性的不同 小鼠： IgG1、IgG2a 、IgG2b、IgG3 人： IgG1、IgG2 、IgG3、IgG4 1.羊抗鼠IgG1 2.羊抗鼠IgG2a 3.羊抗鼠IgG2b 4.羊抗鼠IgG3 5.羊抗鼠IgM 6.羊抗鼠IgG 7.1F9腹水 雜交瘤細胞染色體 SP2/0細胞染色體 例：氯霉素單克隆抗體制備與鑒定 單抗亞類的鑒定 型： （1）根據(jù)輕鏈C區(qū)的抗原性不同，分為κ、λ兩個型。 （2）每個Ig分子中的兩條輕鏈都是相同的，

44、在一個Ig單 體分子上不可能同時出現(xiàn)κ和λ兩種輕鏈。 亞型： （1）λ型輕鏈C區(qū)內氨基酸存在的微小差異，分為 λ1、λ2、 λ3、λ4四個亞型。 （2） κ型輕鏈無亞型 （二）型和亞型 Ig是蛋白質，因此一種動物的Ig對另一種動物具有抗原性?？笽g抗體識別的Ig抗原決定簇（epitope）主要有三種：同種型、同種異型和獨特型抗原決定簇。 第四節(jié) Ig的抗原決定簇 同一種屬所有個體的Ig分子共有的抗原特異性標志，不同種動物之間則不同，這種表位稱為同種型。 1.同種型表位（isotypic epitope） 同種型表位在重鏈恒定

45、區(qū)，決定Ig的類和亞類，是同一種屬內所有個體共有的抗原決定簇。 輕鏈的同種型表位在其恒定區(qū)，有2種，決定輕鏈的κ、λ兩型。 同一種屬不同個體間，同一類型的Ig分子所具有的不同的抗原特異性標志。 2.同種異型表位（allotypic epitope） 位于輕鏈和重鏈的恒定區(qū)。 獨特型是指每個Ig分子的V區(qū)肽鏈所具有的抗原特異性標志。 3.獨特型表位（idiotypic epitope，Id） 獨特位：免疫球蛋白分子上能結合抗原決定簇的可變區(qū)本身構成了一個獨特型表位 這種AD可刺激自身、同種異體、異種動物產生抗體。 獨特型 第五節(jié) 各類免疫球蛋白的理

46、 化特性和免疫學功能 不同抗體分子理化特性有所不同，但都具有結合相應抗原的功能及各種生理效應功能。 1 IgG是介導體液免疫的主要抗體，是再次免疫的主要抗體； 2 單體形式存在于血清和其它體液中；血清中含量最高，占血清Ig總量的3/4，半衰期最長(21天左右)； 3 結合補體，激活補體的傳統(tǒng)途徑； 4 唯一通過胎盤的Ig，穿過胎盤，介導新生兒抗感染免疫； 5 結合巨噬細胞、中性粒細胞、NK細胞，參與調理吞噬和ADCC效應； 6 其Fc段與葡萄球菌A蛋白（SPA）結合，可以純化抗體，也可以用于免疫診斷； 7 抗感染的主要抗體（抗菌、抗病毒、中和毒素)；同時也是血清學診斷和疫苗免

47、疫后監(jiān)測的主要抗體。 一、IgG 五聚體IgM： 1 五聚體形式存在于血液中 2 分子量最大，不能穿過血管壁和胎盤 3 個體發(fā)育中合成最早的Ig，臍帶血中IgM增多，提示可能存在宮內感染。 4 IgM是抗原刺激后出現(xiàn)最早的抗體，半衰期短，故檢測IgM水平可用于傳染病的早期診斷。 5 結合和激活補體的能力最強 ？ 6 調理吞噬和凝集作用比IgG強 ？ 單體IgM： 為mIgM，是B細胞的重要表面標志，是最早出現(xiàn)的BCR。 二、 IgM 三、IgA 血清型IgA：單體，存在于血清中。 分泌型IgA（SIgA): 含J鏈和分泌片

48、的二聚體，存在于胃腸道和支氣管分泌液、初乳、唾液和淚液中。 1.分為兩種類型： 3.SIgA是參與粘膜局部免疫的主要抗體 滴鼻、點眼、飲水 4.中和毒素、調理吞噬 2.SIgA不能通過胎盤，但初生動物可以從母乳中 獲得SIgA。 四、IgE 1.種系進化中最晚出現(xiàn)的Ig，血清中含量最低 2.單體形式存在 3.結合肥大細胞和嗜堿性性粒細胞，參與I型超敏反應的發(fā)生 4.在抗寄生蟲感染中具有重要的作用。 五、IgD 1.單體形式存在血清中，含量低，僅占血清總Ig的1%； 2.分子結構類似于IgG，但不能通過胎盤，也不能激

49、活補體； 3.表達在B細胞膜上的smIgD是成熟B細胞的重要標六、Ig的基因結構與Ab多樣性的機制 （二）Ig的基因結構 1.Ig重鏈VDJ基因重排及C基因類別轉換 V區(qū)： V、D、J基因編碼 V基因：CDR1、CDR2 D基因及V-D：大部分CDR3 D-J基因：CDR3其余部分及骨架區(qū) C區(qū)：C基因編碼 存在類別轉換 （一）免疫球蛋白的基因庫 H基因庫（重鏈基因連 鎖群）第14號染色體 2.κ基因庫（κ鏈基因連 鎖群）第2號染色體 3.λ基因庫（λ鏈基因連 鎖群）第22號染色體 2.Ig輕鏈基因結構與VJ重排 （

50、1）Ig κ型輕鏈基因：V、J、C κ V基因： CDR1、CDR2 V-J基因：CDR3 C基因： C區(qū) （2）Igλ型輕鏈基因：V、J、C λ V基因：CDR1、CDR2 V-J： CDR3 C基因：C區(qū) (三)Ig的基因結構及其重排和表達 1.κ鏈: Vκ(約100個)、 Jκ(5個)、 Cκ(1個) 2.λ鏈: Vλ(約30個)、 Jλ-Cλ(4個)

51、 3.H鏈: V基因(約95個) D基因(27個) J基因(6個) C基因(9個) （四）Ig的類別轉換 1.定義 一個B細胞克隆在分化過程中V-D-J功能性基因片段保持不變，而發(fā)生C基因重排，使其表達的抗體分子發(fā)生H鏈類的改變，稱為類別轉換（class switching） 。 2.舉例 B細胞克隆 à IgM à

52、 IgG IFN-γ IL-4 IgE IL-5 IgA (五)抗體多樣性機制: 1.Ig受多基因控制 2.V-D-J及V-J連接的多樣性 3.體細胞的基因突變 4.H 、L鏈的隨機組合 第七節(jié) 免疫球蛋白的生物學功能 在蛋白質中，象Ig這樣在一種分子中能表現(xiàn)如此多方面的生物活性的例子是少見的，IgG是其中的典型代表。Ig的主要功能概述如下： Ig與Ag的結合具有高度特異性，必需是超變區(qū)與抗原的

53、空間構象完全吻合。 與抗原結合后，可介導體內的多種生理和病理效應（中和病毒、毒素，介導炎癥反應），體外可產生凝集、沉淀現(xiàn)象用于檢測等 。 一、與抗原特異性結合 抗體（IgG1、 IgG2、 IgG3、IgM）與相應抗原結合后，發(fā)生變構，其重鏈恒定區(qū)上的補體結合點（CH2）暴露。C1q與之結合，從而使補體各成分激活。 二、激活補體 主要通過IgG/IgE的CH3/CH4功能域與位于不同細胞上的FcgR/FceR結合，介導不同的生物學效應： 三、結合Fc受體 (1)與單核巨噬細胞和中性粒細胞上的FcgR結合 介導調理吞噬作用； (2)與肥大和嗜堿性粒細胞上的FceR結合介導I型

54、超敏反應； (3)靶細胞上的抗原決定簇結合IgG的Fab段，而抗體的Fc段與NK細胞上的FcgR結合，發(fā)揮抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（Ab dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）。 IgG是人類唯一能從母體通過胎盤轉到胎兒體內的Ig。 新生兒消化道壁通透性較高，人和兔的IgG可通過胎盤，其他哺乳類IgG可通過初乳吸收，對新生兒抗感染起作用。 四、通過胎盤 多克隆抗體(polyclonal antibody) 第一代抗體 一、單克隆抗體和多克隆抗體 指由不同B細胞克隆產生的針對抗原物質中多種抗原決 定簇的多種抗

55、體混合物,如:免疫血清（含多種特異性抗體）。 應用 免疫學檢測 被動免疫治療和緊急預防 存在問題 質量難以控制，不易標準化， 特異性差, 用于免疫學檢測容易出現(xiàn)交叉反應。 單克隆抗體(monoclonalantibody, McAb) 第二代抗體 由單個B細胞克隆產生的、針對同一抗原表位的抗體。 特點： 高特異性、高均一性 應用： 廣泛 項目 多克隆 單克隆 抗體產生細胞

56、多克隆型 單克隆性 抗體特異性 識別多種抗原表位 僅識別單一抗原表位 抗體種類 不同特異性、不同類別的混合物 同一類別、質地均一、結構一致 特異性與親和力 批與批之間不同，個體間有差異 特異性高，親和力一致 與其它抗原交叉反應 常有 無 其他血清蛋白 較多 少或僅有小牛血清 與抗原發(fā)生沉淀反應 有 無 McAb和多克隆抗體的比較 二、淋巴細胞雜交瘤技術 1975年，由Kohler和Milstein建立 1984年，獲諾貝爾獎 免疫的淋巴細胞： 具有合成分泌抗體的功能 但不能在體外生長

57、。 骨髓瘤細胞：不能合成或分泌Ig。 具有在體外長期連續(xù)繼代的特性。 1. 原 理 雜交瘤細胞：合成抗體、能在體外長期連續(xù)傳代 2.單抗技術流程 聚乙二醇（PEG） 次黃嘌呤（H） 氨基蝶呤（A） 胸腺嘧啶核苷（T） 3 雜交瘤細胞的選擇性培養(yǎng) DNA合成的途徑： 糖+氨基酸 氨基喋呤

58、 (Aminopterin,A) TK 核苷酸 DNA 胸腺嘧啶核苷 TMP (Thymidine,T) 核苷酸前體 次黃嘌呤 HGPRT IMP (Hypoxanthine, H) （２）主要試劑　 融合劑：聚乙二醇（p

59、olyethylene glycol，PEG） HAT選擇培養(yǎng)基： 次黃嘌呤（H） 　　　　　　　　　氨基蝶呤（A） 　　　　　　　　　胸腺嘧啶核苷（T） 雜交瘤細胞染色體 SP2/0細胞染色體 三. 單克隆抗體的特性 高度均一性： 純度很高的均一性抗體 高度專一性： 只對抗原分子上某一抗原決定 簇起反應 大量產生及穩(wěn)定性： 雜交瘤細胞能在體內外無限繁殖 之傳代 四 .單克隆抗體在醫(yī)學上的應用

60、 （一）用作診斷試劑 1. 檢測淋巴細胞表面分子，區(qū)分不同分化 階段的淋巴細胞，鑒別淋巴細胞。 2. 鑒定病原體，準確診斷傳染病。 3. 用于腫瘤的診斷和分型 4. 激素類單抗用于測定體內激素含量，判 斷內分泌的功能狀態(tài) （二）用作研究工具 純化抗原 分析和探查抗原結構 分析抗原決定簇分子的功能 （三）用于疾病的治療 抗細胞表面分子單抗，用于移植排斥反應的防治 抗細胞因子單抗用于自身免疫性疾病的治療 抗腫瘤單抗用于腫瘤的導向治療 基因工程抗體(GeAb): 第三代抗體 由基因重組技術制備的抗體

61、,稱為基因工程抗體。 嵌合抗體 (chimeric Ab) 人源抗體（humanized Ab) 雙特異性抗體（bispecific Ab) Fab/ScFV（single chain FV fragment) 單域抗體（single chain Ab) 本章小結 幾幅圖：△ 幾個概念：抗體，單克隆抗體，多克隆抗體，免疫球蛋白，抗原結合部位，ADCC，F(xiàn)c，F(xiàn)ab ，CDR，中和作用(毒素和病毒)，中和抗體 幾個難點：抗體的抗原性，五大類抗體的理化特性及其生物學作用。 單體結構 復習思考題 一、名

62、詞解釋: 1. Ab/Ig/SIg 2. 功能區(qū)/V區(qū)/超變區(qū)(CDR) 3. Fab/F(ab')2/Fab'/Fc/pFc 4. J鏈/分泌片/絞鏈區(qū) 5. 同種型/獨特位 6. 多克隆抗體/McAb 二、判斷改錯題 1. 抗體都是免疫球蛋白。(?) 2. 免疫球蛋白都是抗體。(′) 3. 由多個漿細胞產生的抗體就是多克隆抗體。(′) 4. 只有由單個漿細胞產生的抗體才是單克隆抗體。(′) 5. 位于同一B細胞克隆上的IgM和IgD，其V區(qū)特異性相 同。(?) 6. J鏈與分泌片由相同的細胞分泌，其生物學作用也 相同

63、。(′) 7. 所有類型的抗體都有J鏈與分泌片。(′) 8. 所有類型的抗體都由數(shù)目不等的單體組成。 (?) 9. 抗體是由B細胞分泌的。(′) 10. 所有類型的抗體都對機體有利。(′) 11. 所有的抗體都能激活補體。(′) 12. 所有的抗體都是保護性抗體。(′) 13. 所有的抗體都只存在于血清中。(′) 14. 抗體是由B細胞和漿細胞共同分泌的。 (′) 15. 除漿細胞外，其它細胞也能分泌抗體。 (′) 16. 抗體的單體由4條多肽鏈組成。 (′) 17. 抗體的CDR與高變區(qū)所指不是同一部位。 (′) 18. IgM的分子量最大，也是抗原刺激機體產生的最早

64、 的抗體。 (?) 19. IgG分子量最小，但在機體的抗感染免疫中作用卻 最大。 (?) 20.抗體H鏈與L鏈可變區(qū)分別具有3個CDR，兩者相應部位的CDR相互咬合，形成與特異AD相結合的咬合點。 (?) 21.抗體上的同種型AD位于H鏈的穩(wěn)定區(qū)。 (′) 22.抗體上的獨特型AD位于L鏈的穩(wěn)定區(qū)。 (′) 23.制備抗家兔IgG抗體，可用家兔免疫制備。 (′) 24.對家免而言，IgG是唯一能從母體通過胎盤轉移到胎兒體內的免疫球蛋白。(?) 三、綜合題 1.簡述抗體的基本結構及各功能區(qū)的功能。 2.簡述各類Ig的理化特性及生物學作用。 3.

65、McAb與常規(guī)血清抗體有何不同？可謂雜交瘤技術？其基本原理是什么？ Jules Bodet (1870-1961), Discoverer of Complement 1894 Bordet 發(fā)現(xiàn)綿羊抗霍亂血清能夠溶解霍亂弧菌，加熱56°C 30 min 阻止其活性；加入新鮮非免疫血清可恢復其活性。 第三章 補 體 以1895年Bordet的霍亂弧菌溶菌實驗為例? 抗 原 抗菌血清 正常人(豚鼠) 試驗結果 (細菌) 新鮮 56℃30min 新鮮血清 凝集 溶解 霍亂弧菌 +

66、 + + 霍亂弧菌 + + - 霍亂弧菌 + - - 霍亂弧菌 + + + + 推測結論： 1.新鮮血清中存在一種幫助抗體溶解細菌的成分 2. 這種成份化學性質不穩(wěn)定 3. 這種成份無抗原特異性 細菌的裂解需要兩種血清成分參與，一種是存在于免疫血清中經(jīng)56 ℃ 30min處理仍保持活性的特異免疫球蛋白分子，另一種是血清中對熱不穩(wěn)定的非特異性成分。 Ehrlich 在同時獨立發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象，認為這種因子是抗體發(fā)揮溶細胞作用的必要補充條件，故將其命名為補體（complement，C） 一、補體系統(tǒng)概述 (一) 概念 1.補體（complement）：存在于人和動物正常新鮮血清中具有酶樣活性的一組不耐熱的球蛋白，是重要的非特異性免疫分子。 2.補體系統(tǒng)：參與